AED 019 EFECTOS DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIN SOLAR EN EL AISLAMIENTO ACSTICO A RUIDO AREO DE LAS FACHADAS DE LOS RECINTOS. ESTUDIO DE CASOSA. Daz; C. Daz, M.A. Navacerrada

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EFECTOS DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN SOLAR EN EL

AISLAMIENTO ACÚSTICO A RUIDO AÉREO DE LAS FACHADAS DE LOS

RECINTOS. ESTUDIO DE CASOS

PACS: 43.55.Rg

A. Díaz; C. Díaz, M.A. Navacerrada

Grupo de Acústica Arquitectónica, Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Madrid Universidad Politécnica,

Avda. Juan de Herrera 4, 28040 Madrid Tel: 913 364 249, Fax 913 366 554

ABSTRACT

The façade is the visible part of a building, and generally consists of various different constructive systems. The sound reduction rate of the closing elements for the openings on a room's façade is a determining factor in the airborne sound insulation inside the space. Windows are the transparent part of the façade, and to improve their thermal behaviour and control solar radiation, they are often fitted with a series of external and internal protections such as shutters, slats, blinds, etc.

This work contains the experimental results of various tens of studies carried out using on-site measurements of airborne sound insulation on façades in rooms, by means of the application of the standard UNE-EN ISO 140-5:1999. In each of the rooms, the acoustic tests were made in two situations: with and without solar protection. The acoustic behaviour of each one of the solar protections was analysed.

RESUMEN

La fachada es la parte visible de un edificio que en general consta de diferentes sistemas constructivos. El índice de reducción acústica del cerramiento del hueco de la fachada de un recinto es determinante en el aislamiento acústico a ruido aéreo de la fachada del mismo. Una ventana es la parte transparente de la fachada y para mejorar su comportamiento térmico y controlar la radiación solar, se ha equipado con diferentes protecciones externas o internas, como por ejemplo las contraventanas, celosías, persianas, etc.

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1. INTRODUCCIÓN

La fachada es la parte visible de un edificio que cumple diferentes funciones. Desde el punto de vista del proyecto presenta el aspecto compositivo, de adaptación al entorno y de expresividad del edificio. Los materiales elegidos, la relación entre partes ciegas y los huecos definen su aspecto exterior. Debe garantizar la protección térmica, acústica, de iluminación, de estanqueidad, resistencia al fuego y de estabilidad para alcanzar unas condiciones de habitabilidad. Para garantizar lo anterior las fachadas adoptan diferentes tipologías. La fachada en general consta de diferentes sistemas constructivos y la transmisión acústica a su través es debida a la transmisión acústica de cada uno de sus componentes. El índice de reducción acústica del cerramiento del hueco de la fachada de un recinto es determinante en el aislamiento acústico a ruido aéreo de la fachada [1]. La figura 1, muestra el valor teórico del índice de reducción acústica mixto de una fachada plana a ruido de tráfico en función del factor de hueco para diferentes valores del índice de reducción acústica a ruido de tráfico del cerramiento del hueco, Rh,A,tr del , considerando que la parte ciega tiene un Rc,A,tr de 45 dBA.

Rc,Atr = 45 dBA

15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0

0,01 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Factor de hueco

R

m

,A

tr

; d

B

A Rh,Atr= 40 dBA

Rh;Atr = 35 dBA Rh,Atr =30 dBA Rh,Atr=25 dBA Rh,Atr=20 dBA

Figura 1. Valor teórico del índice de reducción acústica mixto de una fachada plana a ruido de tráfico en función del factor de hueco para diferentes valores del índice de reducción acústica a ruido de tráfico del cerramiento del hueco

En general, el cerramiento del hueco de fachada se realiza mediante la colocación de ventanas y balconeras con diferentes sistemas de apertura. Para mejorar el comportamiento térmico y controlar la radiación solar, la ventana se ha equipado con diferentes protecciones externas o internas, como por ejemplo las contraventanas exteriores o interiores, celosías de lamas orientables o fijas, persianas, etc.

Cuando en una ventana la persiana de cajón y cinta está bajada, el sistema formado por la ventana y la persiana funciona acústicamente como un sistema de varias particiones [2]. En ventanas de buena calidad, (Clase 3 o 4), con unidades de vidrio aislante, UVA, el índice de reducción acústica ponderado Rw de las ventanas abatibles suele ser 3-4 dB superior al de las

ventanas correderas. Pero cuando se calculan los valores globales con el término de adaptación al espectro para ruido de tráfico Rw + Ctr las diferencias para los diferentes tipos de

ventanas (sin cajón de persiana, con cajón de persiana, con persiana subida o bajada, etc.) se reducen a 2 dB. Esto es debido al efecto de las frecuencias de resonancia de los sistemas masa-aire-masa, que debido a la anchura de la cámara de aire están situadas por debajo de la banda de frecuencia central de 400 Hz, lo que produce una disminución de los valores del índice de reducción acústica en esta región de frecuencias.

El DB HR Protección frente al ruido del CTE [3], establece unos valores del aislamiento acústico a ruido aéreo D2m,nT,Atr entre un recinto protegido y el exterior, en función del uso del

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este trabajo se estudia experimentalmente el efecto que tiene el en aislamiento acústico a ruido aéreo de la fachada de un recinto la posición del sistema de protección solar.

2. RESULTADOS EXPERIMENTALES

En este apartado se muestran los resultados de las mediciones acústicas del aislamiento acústico a ruido aéreo de las fachadas de diferentes recintos protegidos y el exterior, realizadas en diferentes lugares de España, siguiendo los protocolos de la norma UNE-EN ISO 140-5[4]. En la mayoría de los casos, las ventanas o balconeras estaban sin clasificar según su permeabilidad al aire [5]. Los resultados se han agrupado según el sistema de apertura del hueco de fachada y el tipo de acristalamiento. En todos los casos donde hay persiana, está colocada en la parte exterior.

2.1 Fachadas con ventanas de apertura deslizante horizontal con vidrio sencillo

Se han estudiado 8 casos. En la tabla 1 se muestran los datos geométricos de los recintos y los valores de la diferencia de niveles ponderada con los términos de adaptación espectral, cuando la persiana está subida o bajada. En todos los casos el acristalamiento de las ventanas era mediante vidrios sencillos de espesor 4 mm.

Ventanas deslizantes horizontales con vidrio sencillo

Persiana subida Persiana bajada

D2m,nT,w(C;Ctr) dB D2m,nT,w (C;Ctr) dB

C-E 40 A 49,8 25,3 9,4 0,37 25(-1;-2) 29(-1;-4)

C-E 40 B 32,7 18,1 2,5 0,14 28(-1;-1) 31(-1;-4)

C-E 40 C 23,6 15,3 1,9 0,12 26(-1;-2) 29(-1;-4)

I-E 52.03 C 22,3 14,4 1,5 0,1 29(0;-1) 33(-1;-4)

V-E 9.02 A 25,6 8,2 1,6 0,2 25(-1,0) 33(-1;-2)

V-E 9.02 B 23,0 7,4 1,6 0,22 27(0;-1) 33(-1;-3)

V-E 9.02 C 22,9 7,3 1,6 0,22 27(0;0) 32(0;-3)

V-E 9.02 D 34,6 21,4 5,3 0,25 30(0;0) 35(-1;-4)

FH Código Volumen,m3 Área fachada, m2 Área hueco,m2

Tabla 1.Resultados del aislamiento a ruido aéreo de fachadas de recintos con ventanas deslizantes horizontales y vidrios sencillos.

Fachadas con Ventanas D H. Vidrio sencillo. Efecto posición de la persiana

15 17 19 21 23 25 27 29 31 33

C-E 40 A C-E 40 B C-E 40 C I-E 52.03 C V-E 9.02 A V-E 9.02 B V-E 9.02 C V-E 9.02 D

Recintos D2

m

,n

T

+C

tr

; d

B

Persiana subida Persiana bajada

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Fachada recinto con ventana deslizante horizontal, Vidrio sencillo 4 mm, C-E 40 A

10 15 20 25 30 35 40 10 0 12 5 16 5 20 0 25 0 31 5 40 0 50 0 63 0 80 0 10 00 12 50 16 00 20 00 25 00 31 50 40 00 50 00 Frecuencia, Hz D 2m ,n T , d B

Persiana subida D2m,nT(C;Ctr) =25(-1;-2) dB Persiana bajada D2m,nT(C;Ctr) dB =29(-1;-4) dB

 

Fachada recinto con ventana deslizante horizontal, Vidrio sencillo 4 mm, Vi-E 0.02 C

10 15 20 25 30 35 40

100 125 165 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000

Frecuencia, Hz D 2m ,n T , d B

Persiana subida D2m,nT(C;Ctr) =27(0;-1) dB Persiana bajada D2m,nT(C;Ctr) dB =33(-1;-3) dB

 

Figura 3. Ejemplos de los resultados de dos mediciones acústicas realizadas de fachadas con ventanas deslizantes y vidrios sencillos.

2.2 Fachadas con ventanas de apertura deslizante horizontal con unidades de vidrio aislante

Se muestran los resultados 9 casos. La tabla 2 muestra los datos geométricos de los recintos y los valores del parámetro D2m,nT,w (C;Ctr) dB, cuando la persiana está subida o bajada. El acristalamiento de las ventanas era mediante unidades de vidrio aislante de espesores 4-12-4 mm.

 

Ventanas deslizantes horizontales con UVA

Persiana subida Persiana bajada

D2m,nT,w(C;Ctr) dB D2m,nT,w (C;Ctr) dB

C-E 10 C 27,4 16,9 1,9 0,11 36(-1;-4) 39(-2;-6)

C-E 10 D 35,6 31,6 1,9 0,06 37(-2;-5) 39(-2;-5)

C-E 2.02 A 48,0 19,4 4,3 0,22 37(-1;-4) 40(-2;-6)

C-E 2.02 B 35,7 20,4 1,5 0,07 31(-1;-3) 32(-1;-4)

C-E 2.01 A 27,6 16,1 1,6 0,1 31(-1;-3) 34(-1;-4)

C-E 2.01 B 16,0 12,2 1,6 0,13 30(-1;-3) 32(-1;-4)

SC-E 14 A 20,4 13,7 1,8 0,13 29(-1;-2) 35(-1;-4)

SC-E 14 B 29,4 16,2 2,1 0,13 30(-1;-2) 32(-1;-5)

SC-E 14 C 28,5 16 2 0,13 30(-1;-3) 34(-2;-5)

FH

Código Volumen,m3 Área fachada, m2 Área hueco,m2

Tabla 2.Resultados del aislamiento a ruido aéreo de fachadas de recintos con ventanas deslizantes horizontales con unidades de vidrio aislante.

Fachadas con ventanas deslizantes horizontales con UVA. Efecto de la posición de la persiana persiana

20 22 24 26 28 30 32 34 36

C-E 10 C C-E 10 D C-E 2.02 A C-E 2.02 B C-E 2.01 A C-E 2.01 B SC-E 14 A SC-E 14 B SC-E 14 C

Recintos D 2m ,n T + C tr , d B

Persiana subida Persiana bajada

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2.3 Fachadas con ventanas de apertura batiente con vidrio sencillo

Se exponen 4 casos. La tabla 3 muestra los datos geométricos de los recintos y los valores del parámetro D2m,nT,w (C;Ctr) dB, cuando la persiana está subida o bajada. El acristalamiento de las ventanas era mediante vidrios sencillos de espesor 6 mm.

Ventanas abatibles con vidrio sencillo

Persiana subida Persiana bajada

D2m,nT ,w (C ;Ctr) dB D2m,nT ,w (C ;Ctr) dB

I-E 52.02 B 17,5 5 0,9 0,18 25(-1;-2) 28(-1;-4)

I-E 52.02 C 21,1 6,7 1,5 0,22 24(-1;-2) 29(-1;-4)

I-E 52.03 B 19,4 5,4 0,9 0,17 27(-1;-3) 26(-1;-3)

I-E 52.04 B 23,0 6,5 2,3 0,35 25(-1;-2) 29(-2;-5)

FH

Código Volumen,m3 Área fachada, m2 Área hueco,m2

Tabla 3.Resultados del aislamiento a ruido aéreo de fachadas de recintos con ventanas abatibles y vidrios sencillos.

Fachadas con ventanas abatibles con vidrio sencillo , e = 6 mm. Efecto de la posición de la persiana persiana

16 18 20 22 24 26 28 30 32

I-E 52.02 B I-E 52.02 C I-E 52.03 B I-E 52.04 B

Recintos

Dn

T

,w

+Ct

r;

d

B

Persiana subida Persiana bajada

Figura 5. Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con ventanas abatibles y vidrio sencillo de espesor 6 mm

2.4 Fachadas con ventanas de apertura batiente con unidades de vidrio aislante

Se presentan los resultados de 14 casos. La tabla 4 muestra los datos geométricos de los recintos y los valores del parámetro D2m,nT,w (C;Ctr) dB, cuando la persiana está subida o bajada. El acristalamiento de las ventanas era mediante unidades de vidrio aislante de espesores 4-12-4, 6-8-6, 6-12-6, 6-16-6, en milímetros. 

Ventanas abatibles con UVA

Persiana subida Persiana bajada

D2m,nT ,w (C ;Ctr) dB D2m,nT ,w (C ;Ctr) dB

M-E 5057 A 83,8 29,9 4 0,13 41(-1;-5) 41(-2;-6)

M-E 5057 B 36,8 17,7 1,9 0,1 41(-2;-6) 41(-3;-7)

M-E 5057 C 23,0 8,5 1,5 0,18 38(-2;-5) 38(-2;-6)

M-E 5057 D 25,1 15,6 1,5 0,1 39(-3;-6) 39(-4;-8)

C- E 9.01 A 27,3 17 2 0,12 37(-1;-4) 37(-1;-5)

C- E 9.01 B 27,2 17 2 0,12 38(-1;-4) 38(-2;-5)

C- E 9.01 C 44,1 21,9 2,5 0,12 41(-3;-7) 41(-5;-10)

C- E 12 A 43,5 13,5 3,4 0,25 39(-1;-4) 39(-2;-5)

C- E 12 C 41,6 11,2 3,4 0,3 38(-1;-5) 39(-2;-5)

C- E 12 D 26,3 7,3 1,7 0,23 42(-2;-5) 42(-2;-6)

C- E 28 A 33,4 18,4 3,2 0,17 35(-2;-5) 34(-3;-7)

C- E 28 B 23,1 7 2,1 0,3 36(-2;-6) 34(-2;-6)

C- E 28 C 30,9 17 2,9 0,17 38(-3;-7) 38(-2;-6)

C- E 28 D 27,6 16,4 2,9 0,18 33(-2;-6) 33(-2;-6)

FH

Código Volumen,m3 Área fachada, m2 Área hueco,m2

(6)

Fachadas con ventanas abatibles con UVA. Efecto de la posición de la persiana

24 26 28 30 32 34 36 38 M -E 50 57 A M -E 50 57 B M -E 50 57 C M -E 50 57 D C - E 9. 01 A C - E 9. 01 B C - E 9. 01 C C - E 12 A C - E 12 C C - E 12 D C - E 28 A C - E 28 B C - E 28 C C - E 28 D Recintos DnT ,w +C tr ; d B

Persiana subida Persiana bajada

Figura 6. Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con ventanas abatibles y unidades de vidrio aislante.

2.5 Fachadas con balconeras y contraventanas de madera

Se han estudiado 6 casos. Las balconeras tienen dos hojas batientes de madera. Tres cuartos de la balconera tienen vidrios sencillos de espesor 4 mm, con junquillos de madera, el cuarto inferior es de madera. El cierre de la balconera es mediante españoleta. Las contraventanas tienen cuatro hojas plegables y distan 6,5 cm de la balconera. En general tienen una conservación deficiente y no ajustan bien en su perímetro.

Balconeras con contraventanas de madera

Contraventana abierta Contraventana cerrada

D2m,nT,w (C;Ctr) dB D2m,nT,w (C;Ctr) dB

M-B015-1 22,2 7 2,8 0,4 24(-1;-1) 26(-1;-2)

M-B015-2 22,5 6,6 2,7 0,41 24(-1;-1) 28(0;-3)

M-B015-3 45,8 9,9 2,8 0,28 26(0;-1) 28(-1;-3)

M-B015-4 27,2 10,7 2,8 0,26 24(-1;-1) 27(-1;-3)

M-B015-5 40,5 13,5 6,2 0,46 24(0;-1) 29(-1;-4)

M-B015-6 21,3 7 3,1 0,44 25(-1;-2) 31(-2;-4)

FH Volumen,m3 Área fachada, m2

Código Área hueco,m2

Tabla 5.Resultados del aislamiento a ruido aéreo de fachadas de recintos con balconeras con contraventanas de madera.

Fachadas con balconeras con vidrio sencillo. Efecto de la contraventana

20 22 24 26 28

M-B015-1 M-B015-2 M-B015-3 M-B015-4 M-B015-5 M-B015-6

Recintos D nT, w +C tr ; d B

Contraventana abierta Contraventana cerrada

(7)

2.6 Fachadas con ventanas correderas y contraventanas exteriores de aluminio con lamas cerradas.

Se han estudiado cuatro casos. No hay cajón de persiana. Las contraventanas exteriores son de dos hojas. La distancia entre los vidrios de las ventanas y las contraventanas es aproximadamente de 15 cm.

Ventanas deslizantes horizontales con UVA 5-6-5 mm, contraventanas exteriores (mallorquinas) de aluminio con lamas cerradas

Mallorquina abierta Mallorquina cerrada

D2m,nT ,w (C ;Ctr) dB D2m,nT ,w (C ;Ctr) dB

T-E 457 A 123,5 17,5 7 0,4 32(-1;-2) 43(-1;-3)

T-E 457 B 21,6 14,3 1,6 0,11 27(-1;-2) 40(-1;-2)

T-E 457 C 33,8 8,3 1,6 0,19 27(-1;-2) 42(-2;-4)

T-E 457 D 25,9 10,2 1,6 0,16 26(-1;-2) 39(-1;-3)

FH

Código Volumen,m3 Área fachada, m2 Área hueco,m2

Tabla 6.Resultados del aislamiento a ruido aéreo de fachadas de recintos con ventanas correderas y contraventanas exteriores de aluminio con lamas cerradas

Fachadas con ventanas deslizantes y UVA. Efecto de la contraventana exterior (mallorquina)

20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42

T-E 457 A T-E 457 B T-E 457 C T-E 457 D

Recintos DnT

,w

+C

tr

; d

B

Mallorquina abierta

Mallorquina cerrada

 

Figura 8. Comparación de la Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas de recintos con ventanas correderas y contraventanas exteriores de aluminio con lamas cerradas.

4. CONCLUSIONES

El número de casos estudiados hasta ahora no permiten hacer un análisis estadístico más amplio, donde se tengan en cuenta: sistemas de apertura, el tipo de acristalamiento, cajón de persiana, factores de hueco, etc. En la Tabla 7 se muestran algunas de las diferencias promedio de la magnitud Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico,

D2m,nT,w +Ctr dB para los diferentes tipos de cerramientos y protecciones estudiados. Los datos

obtenidos permiten obtener algunas conclusiones prácticas para el control de la obra terminada.

Tipo de cerramiento del hueco Diferencia promedio D2m,nT,w +Ctr dB

entre protección cerrada y abierta

Ventanas deslizantes horizontales con V S 2,1

Ventanas deslizantes horizontales con UVA 1,3

Ventanas abatibles con V S 1

Ventanas abatibles con UVA -1

Contraventanas de madera interiores 1,7

Contraventanas de aluminio exteriores 12

(8)

Cuando las ventanas son abatibles, con unidades de vidrio aislante y tienen la persiana bajada el valor global del aislamiento D2m,nT,w +Ctr suele ser ligeramente inferior a cuando la persiana

está subida. En los demás casos, cuando la persiana está bajada el aislamiento acústico es mayor.

5. REFERENCIAS

[1] Díaz, C El aislamiento acústico, Servicio de publicaciones ETSAM, UPM, 2010.ISBN.978-84-9728-320-5 (obra completa) 268 p.

[2] Díaz, C; Pedrero, A. An experimental study on the effect of rolling shutter and shutter boxes on the airborne sound insulation of windows. Applied Acoustics. Vol 70 (2009), 369-377

[3] DB HR Protección frente al ruido del CTE. Abril 2009

[4] UNE-EN ISO 140-5: Acústica. Medición del aislamiento acústico en los edificios y de los elementos de construcción. Parte 5: Mediciones in situ del aislamiento acústico a ruido aéreo de elementos de fachada y de fachadas

Figure

Figura 1. cerramiento del hueco Valor teórico del índice de reducción acústica mixto de una fachada plana a ruido de tráfico en función del factor de hueco para diferentes valores del índice de reducción acústica a ruido de tráfico del

Figura 1.

cerramiento del hueco Valor teórico del índice de reducción acústica mixto de una fachada plana a ruido de tráfico en función del factor de hueco para diferentes valores del índice de reducción acústica a ruido de tráfico del p.2
Figura 2. Comparación de la Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con ventanas deslizantes horizontales y vidrio sencillo

Figura 2.

Comparación de la Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con ventanas deslizantes horizontales y vidrio sencillo p.3
Figura 4. Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con ventanas deslizantes horizontales y unidades de vidrio aislante de espesores 4-12-4 mm

Figura 4.

Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con ventanas deslizantes horizontales y unidades de vidrio aislante de espesores 4-12-4 mm p.4
Figura 3. Ejemplos de los resultados de dos mediciones acústicas realizadas de fachadas con ventanas deslizantes y vidrios sencillos

Figura 3.

Ejemplos de los resultados de dos mediciones acústicas realizadas de fachadas con ventanas deslizantes y vidrios sencillos p.4
Figura 5.  Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con ventanas abatibles y vidrio sencillo de espesor 6 mm

Figura 5.

Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con ventanas abatibles y vidrio sencillo de espesor 6 mm p.5
Figura 7. Comparación de la Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con balconeras y contraventanas de madera

Figura 7.

Comparación de la Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con balconeras y contraventanas de madera p.6
Figura 6. Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con ventanas abatibles y unidades de vidrio aislante

Figura 6.

Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de fachadas con ventanas abatibles y unidades de vidrio aislante p.6
Figura 8. fachadas de recintos con ventanas correderas y contraventanas exteriores de aluminio con lamas  Comparación de la Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de cerradas

Figura 8.

fachadas de recintos con ventanas correderas y contraventanas exteriores de aluminio con lamas Comparación de la Diferencia de niveles estandarizada ponderada a ruido de tráfico de cerradas p.7

Referencias

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